Característica y funcionamiento del diodo zener

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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Eléctrica y Mecánica 
Ingeniería en Control y Automatización 
ELECTRONICA I
PRACTICA 4
“CARACTERISTICA Y FUNCIONAMIENO DEL DIODOD ZENER”
Prof. JOSÉ LUIS AGUILAR JUÁREZ 
	
4AV3
Angeles Baltazar Jesús
Arguello Rodríguez Gabino Heriberto
Bernal Luna Yair 
Hernández Díaz Omar
 
 OBJETIVO: 
· OBTENCIÓN EXPERIMENTAL DE LA CURVA CARACTERISTICA Y PARAMETROS DEL DIODO ZENER
· APLICACIÓN DEL DIODO ZENER COMO REGULADOR DE TENSIÓN
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR: 
 Un transformador de 127 v.c.a. / 24 v.c.a. con centro común ò derivación central a 500 mA. 
 Cuatro diodos rectificadores No. 1N4005
 Dos resistencias de alambre de 330 Ωy 1k Ω a 1 W. 
 Dos capacitores electrolíticos de 470uF
 Cable duplex multiflexible de 14 AWG con 200 cms de largo con clavija. 
 Dos diodos zener de 10v a 1 watt
 Dos diodos zener de 5.1v a 1 watt
 Dos protoboard ò tarjetas de prototipos.
 Un multimetro analógico ò digital.
 Un osciloscopio analógico ò digital de doble trazo, 2 canales 20 MHZ.
 Una fuente de 120 v.c.a. fija.
 INTRODUCCIÓN TEÓRICA 
Características del diodo Zener
El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.
Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus característicasde polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha. En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo.
– Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común.
– Si el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante.
En el gráfico se ve el símbolo de diodo zener (A – ánodo, K – cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa. Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.
Curva característica del diodo Zener
Analizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.
Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensión de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse constante.
Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa. Esta es la característica del diodo zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene practicamente constante para una gran variación de corriente. Ver el gráfico.
¿Qué hace un regulador con Zener?
Un regulador con diodo zener ideal mantiene un voltaje predeterminado fijo a su salida, sin importar las variaciones de voltaje en la fuente de alimentación y/o las variaciones de corriente en la carga.
Nota: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos el diodo zener), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga. Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que el voltaje de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente. 
DESARROLLO TEORICO.
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
CUSTIONARIO: 
1-Parametros básicos del diodo zener
Sus parámetros principales son:
2-realizar cálculos.
3- aplicaciones diodo zener
1. Es un diodo que tiene un voltaje de avalancha relativamente bajo, menor de 100v. Aunque puede funcionar como rectificador la mayoría de aplicaciones se basan en hacerlo funcionar en la zona de avalancha, allí el diodo conduce y mantiene un voltaje entre sus terminales que es el voltaje Zener (VZ) o de avalancha. La máxima corriente que puede conducir es Ejemplo: Cuál es la máxima corriente en avalancha de un diodo Zener de 1.5v y de 1w?
2.  Se coloca el diodo Zener en paralelo con el circuito a proteger, si el voltaje de fuente crece por encima de VZ el diodo conduce y no deja que el voltaje que llega al circuito sea mayor a VZ. No se debe usar cuando VF > VZ por largos periodos de tiempo pues en ese caso se daña el diodo. Se aplica acompañado de lámparas de neón o de descargadores de gas para proteger circuitos de descargas eléctricas por rayos.
3.  Se usa con fuentes AC o para recortar señales variables que vienen de elementos de medición (sensores). Cuando VX tiende a hacerse mayor que VZ el diodo entra en conducción y mantiene el circuito con un voltaje igual a VZ.
4.  Se usa para recortar en dos niveles, uno positivo y el otro negativo.
5.  Se llama voltaje no regulado aquel que disminuye cuando el circuito conectado a él consume más corriente, esto ocurre en las fuentes DC construidas con solo el rectificador y el condensador de filtro, en los adaptadores AC-DC y en las baterías. Un voltaje regulado mantiene su valor constante aunque aumente o disminuya el consumo de corriente. Una de las muchas formas de regular un voltaje es con un diodo Zener. La condición de funcionamiento correcto es que VF en ningún momento sea menor a VZ. El voltaje regulado sobre el circuito es VZ. El calculo del circuito consiste en conocer el valor adecuado de R, como dato se requiere el valor de VF, se selecciona una corriente para el Zener (IZ) menor que su corriente máxima, se calcula o mide la corriente que consume el circuito (IC) cuando se le aplica VZ, y se calcula:
6.  Los diodos Zener son construidos de manera que VZ es muy exacto y se mantiene constante para diferentes valores de IZ, esto permite que un Zener se use en electrónica como referencia de voltaje para diferentes aplicaciones.
Conclusión Angeles Baltazar Jesus
En esta práctica aprendimos sobre el funcionamiento de los diodos zener , pudimos observar su curva carecteristica en el osciloscopio
Conclusión Arguello Rodriguez Gabino 
En esta práctica comprobamos todos los datos que teníamos como resultados esperados el diodo hizo lo que ya teníamos previsto y así supimos que nuestra práctica iba por buen camino
Conclusión Bernal Luna Yair
En esta práctica pudimos observar de manera práctica el funcionamiento del diodo zener pudimos ver en que momento la tensión empezaba a fectar el funcionamiento del diodo
Conclusión Hernández Diaz Omar
Para mi lo más complicado fue obtener la curva característica ya que generalmente nos causa problemas el osciloscopio pero en cuanto a los demás ejercicios logramos entenderlos y realizarlos de manera exitosa.